JP2003519966A - Ｌａｎネットワークをインターネットに直接接続する双方向ケーブル・モデム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 モデムなどの双方向通信デバイスが、モデムと接続されたＰＣの間のローカル通信を容易にし、ならびにＰＣが同時のインターネットおよびローカル通信を行うことを可能にすることができるシステムを提供する。双方向通信システムは、パケット化されたデータを異なるネットワークの間で、通信プロトコルの階層化レイヤ（たとえば、インターネット・プロトコル（ＩＰ）およびメディア・アクセス・コントロール（ＭＡＣ）レイヤを含む）を使用してシームレスに通信するための方法を使用する。この方法は、第１のプロトコル・レイヤにおいて受信されたＩＰパケット宛先アドレスを所定のＩＰアドレスと比較して、アドレス整合があるかどうかを決定することを含む。このようなアドレス整合があると、受信されたＩＰパケットのペイロードがインターネット・ネットワークからローカル・ネットワーク（たとえば、イーサネット（登録商標）、ＨＰＮＡまたはＵＳＢネットワーク）へ、受信された第２のプロトコル・レイヤ・アドレス（たとえば、ＭＡＣアドレス）の代わりに第２のプロトコル・レイヤ・アドレスを使用することによって、リダイレクトされる。もう１つの機能では、リダイレクトされたペイロード・データの受信に応答して、第２のアプリケーション（たとえば、周辺装置コントロール）が第１のアプリケーション（たとえば、ｗｅｂサーフィン）と同時に動作するように開始される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （発明の分野） 本発明は、ケーブル・モデム、コンピュータ、ＴＶ、ＶＣＲまたは関連する周
辺デバイス内でデータをルーティング（方向付け）し、かつアプリケーションを
開始するのに適した、双方向インターネット互換通信システムおよびユーザー・
インターフェイスに関する。

【０００２】 （発明の背景） ホーム・エンターテインメント・システムは、多数のソースおよび多数の宛先
の通信を必要とするパーソナル・コンピュータおよびテレビ機能（ＰＣ／ＴＶ機
能）をますます備えるようになっている。このようなシステムは、衛星または地
上波のソースからデータを受信することができ、これには高品位テレビ（ＨＤＴ
Ｖ）放送、マイクロ波マルチポイント配信システム（Microwave Multi-point Di
stribution System）（ＭＭＤＳ）放送およびデジタル・ビデオ放送（ＤＶＢ）
が含まれる。このようなシステムはまた、たとえばケーブル・モデムを使用して
放送リンクまたは同軸リンク（たとえば、ケーブルＴＶ回線）を介して、あるい
はＡＤＳＬまたはＩＳＤＮ（非対称デジタル加入者回線または総合サービス・デ
ジタル網）互換モデムを使用してテレビ回線リンクを介して、高速インターネッ
ト・アクセスを提供することもできる。ホーム・エンターテインメント・システ
ムはまた、異なる通信ネットワークを使用して、ローカル・デバイスと通信する
こともできる。このようなローカル・デバイスには、デジタル・ビデオ・ディス
ク（ＤＶＤ）、ＣＤＲＯＭ、ＶＨＳおよびデジタルＶＨＳ（ＤＶＨＳ（商標））
タイプのプレイヤ、ＰＣ、セットトップボックスおよび多数の他のタイプのデバ
イスが含まれる。

【０００３】 ケーブルおよび他のタイプのモデムを使用してインターネット互換双方向通信
をサポートするホーム・エンターテインメント・システムが、異なるネットワー
ク上のネットワーク・デバイスとシームレスに通信できることが望ましい。たと
えば、このようなホーム・エンターテインメント・システムは、イーサネット（
登録商標）、ＨＰＮＡ（Home Phoneline Networking Alliance）またはユニバー
サル・シリアルバス（ＵＳＢ）ローカル・ネットワーク上で通信することができ
る。これらの要件および関連する問題が、本発明によるシステムによって対処さ
れる。

【０００４】 （発明の概要） 双方向通信システムは、パケット化されたデータを異なるネットワークの間で
、通信プロトコルの階層化レイヤ（たとえば、インターネット・プロトコル（Ｉ
Ｐ）およびメディア・アクセス・コントロール（ＭＡＣ）レイヤを含む）を使用
してシームレスに通信するための方法を使用する。この方法は、第１のプロトコ
ル・レイヤにおいて受信されたＩＰパケット宛先アドレスを所定のＩＰアドレス
と比較して、アドレス整合があるかどうかを決定することを含む。 このようなアドレス整合があると、受信された第２のプロトコル・レイヤ・アド
レス（たとえば、ＭＡＣアドレス）の代わりに第２のプロトコル・レイヤ・アド
レスを使用することによって、受信されたＩＰパケットのペイロードがインター
ネット・ネットワークからローカル・ネットワークへ、リダイレクトされる。も
う１つの機能では、リダイレクトされたペイロード・データの受信に応答して、
第２のアプリケーション（たとえば、周辺装置コントロール）が第１のアプリケ
ーション（たとえば、ｗｅｂサーフィン）と同時に動作するように開始される。

【０００５】 （図面の詳細な説明） 双方向通信システム（たとえば、ケーブル・モデム）は、パケット化されたデ
ータを異なるネットワークの間で、階層的に編成された通信プロトコルを使用し
てシームレスに通信することをサポートする。パケット分類子（packet classif
ier）およびＭＡＣフレーム・ヘッダ編集機能（ネットワーク・フィルタ）がケ
ーブル・モデム・システムに都合良く組み込まれて、モデムに接続されるＰＣな
どの加入者宅内機器（Customer Premise Equipment ＣＰＥ）によるローカル・
アプリケーションのオペレーションをサポートする。このようなアプリケーショ
ンには、たとえば、（ａ）暖房コントロールなどの家電製品コントロール、（ｂ
）ＴＶまたはＶＣＲまたはＤＶＤコントロールなどの周辺装置コントロール、（
ｃ）家庭内の異なる機器間の通信機能、（ｄ）ケーブル・モデム診断機能（cabl
e modem diagnostics functions）のような、診断機能、および（ｅ）種々の家
庭用ＰＣ間のＥメールなど、セキュア・プライベート・インターネットまたはイ
ントラネット通信機能が含むことができる。ケーブル・モデムにおけるネットワ
ーク・フィルタの使用により、ローカル・ネットワーク（たとえば、イーサネッ
ト（登録商標）、ＵＳＢまたはＨＰＮＡネットワーク）上のＣＰＥデバイスが多
数のプロトコル・レイヤからなる階層的に編成された通信プロトコルを使用する
モデムを介して、直接、データを交換することができる。これらのレイヤは、た
とえばインターネット・プロトコル（ＩＰ）およびメディア・アクセス・コント
ロール（ＭＡＣ）レイヤを含むことができる。

【０００６】 また、モデムにおいてネットワーク・フィルタを使用することは、接続された
ＰＣ内で手動システム構成のオペレーション（manual configuration operation
）を、都合良く省き、（ａ）ＰＣとインターネットの間、および（ｂ）ＰＣとケ
ーブル・モデムの間、の同時通信を可能とする。ＰＣとモデムの間の通信は、図
１のシステムを参照して記載することができる診断アプリケーションなどのロー
カル・アプリケーションをサポートするのに使用される。図１のシステムは、パ
ケット交換網を含み、これは遠隔に位置するＭＳＯ（Multiple System Operator
）ケーブル会社のヘッドエンド（Head-end）装置９０、カスタマにより所有ある
いはリースされたケーブル・モデム１２、およびその接続された加入者宅内機器
（ＣＰＥ）９５、からなる。例示のように、図１のシステムでは、ＣＰＥデバイ
ス９５のうち１つが、ケーブル・モデム１２およびヘッドエンド装置９０を介し
てインターネットと通信し、また同時に診断情報をモデム１２からダウンロード
する。ヘッドエンド９０は通常、インターネット・サービス・プロバイダ（ＩＳ
Ｐ）に機能性を提供して、ＣＰＥデバイス９５がインターネットに接続し、Ｗｏ
ｒｌｄ Ｗｉｄｅ Ｗｅｂを閲覧し、ＦＴＰファイル転送を実行し、ｅメールを
交換するなどのことができるようにする。

【０００７】 システム１２のケーブル・モデムは、たとえば多数の診断アプリケーションな
ど、ローカル通信を含むアプリケーションを実施する。診断アプリケーションは
、ＣＰＥ装置９５と、ヘッドエンド９０のマルチプル・システム・オペレータ（
ＭＳＯ）によって特定の固定値（システム１２に割り当てられたＩＰアドレスと
は異なるもの）に制約されているネットワークＩＰアドレスを使用して通信する
。さらに、ＣＰＥ９５は、通常、診断アプリケーションとは異なる論理ネットワ
ークまたはサブ・ネットワーク上に、存在する。この結果、そこには、（ａ）Ｃ
ＰＥネットワーク・パラメータを、モデム・システム１２とＣＰＥ９５の間のロ
ーカル通信をサポートするようにシステム構成すること、および（ｂ）ＣＰＥ９
５と、ヘッドエンド９０を介してアクセスされたリモート・ソースの間のインタ
ーネット通信（たとえばｗｅｂサーフィンのため）を維持すると同時に、ローカ
ル（たとえば、診断）アプリケーションのためのシステム１２とＣＰＥ９５の間
の通信を維持すること、を含む課題がある。具体的には、ＣＰＥ９５がシステム
１２において診断情報にアクセスできるようにするため、ＣＰＥ９５を、システ
ム１２の診断アプリケーションによって使用されたものと同じ論理ネットワーク
上に存在するように構成する必要がある。この問題に対処するための１つの方法
は、ＣＰＥ９５ネットワーク・アドレスを、ＣＰＥデバイスがモデム診断アプリ
ケーションと同じネットワーク上に存在するように、一時的に再システム構成（
reconfigure）することである。このことは、ＣＰＥ９５およびシステム１２が
ネットワーク・プロトコルの観点から直接接続されることを確実にする。しかし
、このようなシステム構成オペレーション（configuration operation）は、ユ
ーザーが、有効なネットワーク・アドレスおよびサブ・ネット・マスクを決定す
ることを必要とし、ならびにユーザーが詳細な手順にしたがってシステム構成値
を入力し、かつこれらをＣＰＥデバイスにおいてアクティベートすることを必要
とする、些細でない、誤りを犯しやすいタスクである。固定ネットワーク・アド
レスをＭｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）上で設定するために、
ＰＣでは、ユーザーがそのネットワーク・セットアップ・コントロール・メニュ
ーを入力し、既存のオプションを変更し、正しいパラメータを入力し、ＰＣをリ
ブートすることを必要とする。このオペレーションには、ＰＣの知識のある人々
の大多数を超える可能性の高い能力が必要となる。さらに、ＣＰＥネットワーク
・アドレスがこのために固定された後、ＣＰＥデバイスはもはやヘッドエンドと
同じ論理ネットワーク上に存在せず、ＣＰＥデバイス（たとえば、ＰＣ）は、イ
ンターネットの閲覧またはｅメールの交換を同時に行うことができない。

【０００８】 図２のシステム１２の例示的実施形態は、パケット分類子およびＭＡＣフレー
ム・ヘッダ編集機能（ネットワーク・フィルタ）を有利に組み込むことによって
、これらの問題に対処する。これにより、たとえば、診断データをケーブル・モ
デム１２と交換するなどのローカル・ネットワーク機能を実行するために、ＣＰ
Ｅデバイスのネットワーク・アドレスを手動で固定する必要がなくなる。また、
これにより、ＣＰＥデバイスが、モデム診断データの交換中に同時にｗｅｂを閲
覧することが可能となる。図２のシステム１２は、インターネット（ＣＡＴＶヘ
ッドエンドを介する）とローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）デバイス（
ＰＣを含む）の間の通信をブリッジするケーブル・モデムをサポートする。さら
に、システム１２とＣＡＴＶヘッドエンドの間の双方向通信は、図７に例示した
多層プロトコル・フォーマットにおけるものである。

【０００９】 図７に例示した多層プロトコル・フォーマットは、ＱＡＭ（直交振幅変調）ま
たはＱＰＳＫ（４位相偏移変調）物理レイヤ６２９を含み、これはシステム１２
とヘッドエンドの間のアップ・ストリーム通信（図２の回線１０を介する）のた
めのものである。この物理レイヤは、ＤＯＣＳＩＳ ＭＡＣ（メディア・アクセ
ス・コントロール）データ・フレーム６３１を搬送する、ＭＰＥＧ２（Moving P
ictures Expert Group）トランスポート・プロトコル・データを搬送する。ＭＡ
ＣデータはＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）−ＩＩ／８０２．３論理リンク・コン
トロール・データ・フレーム６３３またはＭＡＣ管理データを搬送し、イーサネ
ット（登録商標）データはＩＰレイヤ・データを搬送する。ケーブル・モデムは
また、イーサネット（登録商標）プロトコルにおける戻りデータの時分割多重通
信のための、階層的に順序付けられた６３３、６３１および６２９プロトコル・
レイヤを使用するＣＡＴＶヘッドエンドへの戻りの通信パスも維持する。

【００１０】 ＣＡＴＶヘッドエンドからケーブル・モデムへ伝送された、包含する物理レイ
ヤ・データは、イーサネット（登録商標）透過リンク・レイヤ・ブリッジ６１７
によって８０２．３イーサネット（登録商標）データ・フレームでのイーサネッ
ト（登録商標）通信のために処理され、あるいはＵＳＢ／ＭＡＣレイヤ６２３に
よってＵＳＢまたはＨＰＮＡフォーマットに変換される。ポート７２（図２）を
介したイーサネット（登録商標）フォーマットでの通信において、ブリッジ６１
７によって提供されたＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）−ＩＩ／８０２．３データ
６１９は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）−ＩＩ／８０２．３物理レイヤ・フォ
ーマット６２６でポート７２上で接続されたＬＡＮデバイスへ通信するために、
ＭＡＣレイヤ・データ６２３としてカプセル化される。同様に、ポート８２およ
び７７（図２）を介した、それぞれＵＳＢおよびＨＰＮＡフォーマットでの通信
において、ブリッジ６１７によって提供されたＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）−
ＩＩ／８０２．３データ６１９は、ＵＳＢまたはＨＰＮＡ物理レイヤ・フォーマ
ット６２６でポート８２および７７上で接続されたＬＡＮデバイスへ通信するた
めに、ＵＳＢ ＭＡＣレイヤまたはＨＰＮＡ ＭＡＣレイヤ・データ・フレーム
６２３においてカプセル化される。

【００１１】 ケーブル・モデムは、ＬＡＮデバイスとの双方向通信を維持し、また、対応す
るイーサネット（登録商標）、ＵＳＢまたはＨＰＮＡプロトコルで、デバイスか
らデータを受信する。他の実施形態では、８０２．１１および「Bluetooth」デ
ータ・リンクを含む他の方法を介して、システム１２はＬＡＮデバイスとの双方
向通信を維持することができる。

【００１２】 ＣＡＴＶヘッドエンドおよび接続されたＣＰＥデバイスの双方から受信された
データは、他方のインターフェースにブリッジ（転送）することができ、あるい
はＴＣＰ／ＩＰスタック６１５（図７）へ渡すことができる。ＴＣＰ／ＩＰスタ
ック６１５は、リンク・レイヤ・ブリッジ６１７と、内部ソフトウェア・アプリ
ケーションによって使用されるソケット・アプリケーション・プログラミング・
インターフェース（ＡＰＩ）との間の通信におけるデータの、プロトコル階層化
および階層化解除を提供する。内部ソフトウェア・アプリケーションには、ＳＮ
ＭＰ（System Network Management Protocol システム・ネットワーク管理プロ
トコル）アプリケーション６０５、ＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration 動
的ホスト構成プロトコル）アプリケーション６０７、ＨＴＴＰサーバ６０９、診
断アプリケーション６１１およびＡＴＥ（自動テスト装置）サーバ６１３が含ま
れる。

【００１３】 本明細書で記載するケーブル・モデムは、「ＭＰＥＧ規格」というＭＰＥＧ２
イメージ符号化規格に準拠するＭＰＥＧ互換プロトコルを使用する。この規格は
、システム符号化セクション（ＩＳＯ／ＩＥＣ １３８１８−１、１９９４年６
月１０日）およびビデオ符号化セクション（ＩＳＯ／ＩＥＣ １３８１８−２、
１９９５年１月２０日）からなる。インターネットＴＣＰ／ＩＰ（伝送制御プロ
トコル／インターネット・プロトコル）および本明細書で記載するイーサネット
（登録商標）互換プロトコルは、マルチメディア・ケーブル・ネットワーク・シ
ステム（ＭＣＮＳ）予備的要件およびＤＯＣＳＩＳ １．０（Data Over Cable
Service Interface Specification 1.0）要件との互換性を提供し、これらは国
際電気通信連合（ＩＴＵ）１９９８年３月によって批准され、かつＲＦＣ２６６
９（Request For Comment Document 2669）において指定されている。ＲＦＣ文
書はインターネットを介して入手可能であり、インターネット標準ワーキング・
グループによって準備されたものである。

【００１４】 本発明の原理は、いかなる双方向通信システムにも適用することができ、ケー
ブル、ＡＤＳＬ、ＩＳＤＮまたは従来のタイプのモデムに限定されない。さらに
、開示したシステムは、様々なインターネット・ソースからの、たとえば、スト
リームされたビデオまたはオーディオ・データ、電話メッセージ、コンピュータ
・プログラム、Ｅメールまたは他のパケット化されたデータおよび通信を含むイ
ンターネット・プロトコル（ＩＰ）データを処理する。

【００１５】 図２のケーブル・モデム（システム１２）は、通常、同軸ケーブルまたはファ
イバ／同軸混成ケーブル（ＨＦＣ）からなる回線１０上で、ＣＡＴＶヘッドエン
ドと、双方向ブロード・バンド高速ＲＦリンクを介して通信する。モデム・シス
テム１２は、ユーザー側に位置するデバイスと、ローカル・エリア・ネットワー
ク（ＬＡＮ）を介して双方向に通信する。通常のユーザー側のローカル・エリア
・ネットワークは、コネクタ７２を介して接続されたＤｉｇｉｔａｌ／Ｉｎｔｅ
ｌ／Ｘｅｒｏｘイーサネット（登録商標）互換ネットワークを含む。他のユーザ
ー側デバイスは、ユニバーサル・シリアルバス（ＵＳＢ）またはＨＰＮＡ互換ネ
ットワークを介して通信し、これらはそれぞれコネクタ８２および７７を介して
接続される。イーサネット（登録商標）、ＨＰＮＡおよびＵＳＢネットワーク上
で接続されたユーザー・デバイスは、たとえば、パーソナル・コンピュータ（Ｐ
Ｃ）、ネットワーク・プリンタ、ビデオ受信器、オーディオ受信器、ＶＣＲ、Ｄ
ＶＤ、スキャナ、コピー機、電話、ファックス機および家電製品などの装置を含
めることができる。

【００１６】 オペレーションにおいて、図２のケーブル・モデム・システム１２のダイプレ
クサ２０が、アップ・ストリーム通信（モデム１２からＣＡＴＶヘッドエンドへ
送信されたもの）を、ケーブル回線１０を介して搬送されたダウン・ストリーム
通信（ＣＡＴＶヘッドエンドからモデム１２へ送信されたもの）から分離する。
ダイプレクサ２０は、アップ・ストリーム・データとダウン・ストリーム・デー
タを、アップ・ストリーム・データ（通常、５〜４２ＭＨｚ）およびダウン・ス
トリーム・データ（通常、９５〜８５５ＭＨｚ）がそれぞれ使用する異なる周波
数帯域に基づいて分離する。コントローラ６０は、ケーブル回線１０上のＣＡＴ
ＶヘッドエンドからＭＰＥＧ２トランスポート・データを受信し、かつデータを
イーサネット（登録商標）、ＵＳＢまたはＨＰＮＡ互換フォーマットへ変換し、
それぞれをポート７２、８２および７７を介して出力するように、図２のケーブ
ル・モデム１２の構成要素（elements）をシステム構成する。同様に、コントロ
ーラ６０は、図２のケーブル・モデム１２の構成要素（elements）を、イーサネ
ット（登録商標）、ＵＳＢまたはＨＰＮＡ互換データをポート７２、８２および
７７から受信し、かつ変換してＭＰＥＧ２トランスポート・プロトコル・データ
をＣＡＴＶヘッドエンドへケーブル回線１０上で伝送するように、システム構成
する。コントローラ６０は、システム１２の構成要素（elements）を、双方向デ
ータ・バスおよびコントロール信号バスを使用してこれらの構成要素（elements
）内のコントロール・レジスタ値の設定を介して、システム構成する。具体的に
は、コントローラ６０は、チューナ１５、ｓａｗフィルタ２５、差動増幅器３０
およびＭＣＮＳ（マルチメディア・ケーブル・ネットワーク・システム）インタ
ーフェース・デバイス３５を、あらかじめ識別されたＲＦチャネル周波数上でＤ
ＯＣＳＩＳフォーマットされた信号を受信するように、システム構成する。ＤＯ
ＣＳＩＳフォーマットされた信号は、ＭＰＥＧ２トランスポート・プロトコル・
フォーマットを含み、これはＩＰデータのコンテンツを含むイーサネット（登録
商標）互換データ・フレームを搬送する。

【００１７】 コントローラ６０は、初期化プロセスを使用して、ＲＦチャネル周波数を決定
して、チューナ１５がその周波数を受信するようにシステム構成する。初期化プ
ロセスは、ＤＯＣＳＩＳ準拠信号が得られるまで、連続する候補のＲＦチャネル
周波数に反復的にチューニングすることを含む。コントローラ６０は、受信され
たデータのＭＣＮＳインターフェース・プロセッサ３５による成功した復号、か
つ復号されたデータに対して許容可能なエラー・レートを付随する、ことを通し
て、候補チャネル上のＤＯＣＳＩＳ準拠信号を認識する。初期化プロセスにおい
て、コントローラ６０は、ＭＣＮＳインターフェース３５、増幅器８５およびＲ
Ｆトランス８７と連係して、アップ・ストリームおよびダウン・ストリーム通信
パラメータを適応的かつ反復的に調整することを含む様々な目的のために、ＣＡ
ＴＶヘッドエンドへデータをアップ・ストリームに、伝送する。これらのパラメ
ータには、たとえばケーブル・モデム伝送電力レベルおよびタイミング・オフセ
ットが含まれる。

【００１８】 初期化の後に続いて、通常のオペレーションでは、ＲＦ搬送波は、ＭＰＥＧ２
トランスポート・プロトコル・データにより、６４または２５６ＱＡＭ（直交振
幅変調）を使用して変調される。ＭＰＥＧ２トランスポート・データはイーサネ
ット（登録商標）フォーマットされたデータを含み、これはたとえば、ユーザー
により要求されたＨＴＭＬ（ハイパー・テキスト・マークアップ言語）ｗｅｂペ
ージを表すＩＰデータを含む。ＭＰＥＧトランスポート・データは、ダイプレク
サ２０によってチューナ１５に提供される。チューナ１５はダイプレクサ２０か
らの入力信号を、より低い周波数帯域に下方変換し、これがｓａｗフィルタ２５
によってフィルタリングされて、隣接するＲＦチャネルからの信号分離が向上さ
れる。ユニット２５からフィルタリングされた信号が、差分増幅器３０によって
レベル・シフトかつバッファリングされて、ＭＣＮＳインターフェース・プロセ
ッサ３５と互換性のある信号が提供される。増幅器３０からの、結果としての下
方変換され、かつレベルシフトされた信号が、ＭＣＮＳプロセッサ３５によって
復調される。この復調されたデータは、さらにプロセッサ３５内でトレリス復号
され、バイト・アライン（byte align）されたデータ・セグメントにマッピング
され、デ・インタリーブ（de-interleave）され、リード・ソロモン誤り訂正が
行われる。トレリス復号、デ・インタリーブおよびリード・ソロモン誤り訂正は
知られている機能であり、たとえば、参考文献のＬｅｅおよびＭｅｓｓｅｒｓｃ
ｈｍｉｄｔの「Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ」（Ｋｌｕｗｅｒ
Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ、Ｂｏｓｔｏｎ、ＭＡ、ＵＳＡ、１９９８年）
に記載されている。プロセッサ３５はさらにＭＰＥＧ２フォーマット・データを
イーサネット（登録商標）データ・フレームに変換し、これらがコントローラ６
０に提供される。

【００１９】 コントローラ６０は、ユニット３５からのイーサネット（登録商標）互換デー
タを解析し、ＣＡＴＶヘッドエンドに基づいてシステム構成されたフィルタを使
用してフィルタリングする。コントローラ６０によって実施されるフィルタは、
ユニット３５によって提供された入力イーサネット（登録商標）フレーム・パケ
ット内のデータ識別子を、ＣＡＴＶヘッドエンドからプレロードされた識別子の
値と突き合わせる。識別子の値は、あらかじめ実行される初期化またはシステム
構成オペレーション中にプレロードされる。これにより、コントローラ６０は、
選択されたデータをローカルＬＡＮデバイスに転送し、かつ他の選択されたデー
タのコンテンツを廃棄する、データ承認コントロール機能を実施する。このシス
テム構成可能なフィルタ・システムは、（ａ）ペアレントまたは他のブロッキン
グ・コントロールのためのコンテンツ格付け、（ｂ）広告および「プッシュ・コ
ンテンツ」を目標にするための所定のユーザーの好み、（ｃ）ファイアウォール
・フィルタリング、（ｄ）ソースの識別および（ｅ）データ探索機能に基づくこ
とを含む、様々な目的のために、入力データ中のメタ・データ項目に基づいて、
データをフィルタリングすることに都合良く、使用することができる。フィルタ
リングされたイーサネット（登録商標）互換シリアル・データは、イーサネット
（登録商標）インターフェース６５、フィルタおよび絶縁トランス７０およびポ
ート７２を介して、ＰＣへ通信される。インターフェース６５はコントローラ６
０からのデータをバッファリングかつ調整し、ユニット７０によってフィルタリ
ングおよび変成し、ポート７２を介してＰＣへ出力する。

【００２０】 類似の方法で、コントローラ６０は、プロセッサ３５からのデータ（イーサネ
ット（登録商標）ＭＡＣフレームにおいて搬送されたもの）を変換かつフィルタ
リングし、ポート８２を介してＵＳＢフォーマットで出力し、あるいはポート７
７を介してＨＰＮＡフォーマットで出力する。ＵＳＢデータは、ポート８２に接
続されたＵＳＢ互換ＬＡＮデバイスに出力される前に、トランシーバ７５によっ
てバッファリングされ、雑音および干渉防止（ＥＭＩ／ＥＳＤ 電磁波障害／静
電放電）フィルタ８０によってフィルタリングされる。類似の方法で、ＨＰＮＡ
データは、ポート７７に接続されたＨＰＮＡ互換ＬＡＮデバイスに出力される前
に、インターフェース６２によって調整され、トランシーバ増幅器６７によって
バッファリングされる。

【００２１】 モデム・システム１２は、またデータを、接続されたＰＣからアップ・ストリ
ームで、たとえばＣＡＴＶヘッドエンドにも通信する。このため、システム１２
のコントローラ６０は、イーサネット（登録商標）互換データを、接続されたＰ
Ｃから、ポート７２、インターフェース６５およびフィルタ／絶縁トランス７０
を介して受信し、これをプロセッサ３５に提供する。プロセッサ３５はＲＦ搬送
波を、受信されたイーサネット（登録商標）フォーマット・データにより、１６
ＱＡＭまたはＱＰＳＫ（４位相偏移変調）を使用して変調する。結果として変調
されたデータは、増幅器８５、トランス８７およびダイプレクサ２０を介して、
ケーブル回線１０上で、アップ・ストリーム通信のために時分割多重化される。
増幅器８５はデータを、ＣＡＴＶヘッドエンドへ、先に記載した初期化プロセス
において選択された適切な電力レベルで出力する。トランス８７は、モデム１２
に障害が発生した場合、あるいはモデムまたは接続されたデバイスにおいてロー
カルで生成された雑音が生じたとき、ある程度の欠点（fault）および雑音の分
離を提供する。

【００２２】 類似の方法で、モデム・システム１２は、また、ＵＳＢポート８２を介してあ
るいはＨＰＮＡポート７７を介して接続されたデバイスから、データをアップ・
ストリームで通信する。例示的実施では、システム１２のコントローラ６０は、
イーサネット（登録商標）互換データをトランシーバ７５から受信し、これをプ
ロセッサ３５へ、先に記載した方法で、アップ・ストリーム通信の間、提供する
。このため、トランシーバ７５は、ＵＳＢフレーム内でカプセル化されたイーサ
ネット（登録商標）データをポート８２から、フィルタ８０を介して受信し、Ｕ
ＳＢフレーム・データを除去して、イーサネット（登録商標）フォーマット・デ
ータをコントローラ６０に提供する。類似の方法で、インターフェース６２は、
ＨＰＮＡフォーマットにおいてカプセル化されたデータをポート７７から、トラ
ンシーバ６７を介して受信し、イーサネット（登録商標）フォーマット・データ
をコントローラ６０に提供する。

【００２３】 コントローラ６０はまた、オン／オフおよびリセット・スイッチ９０にも応答
し、すでに記載したものに加えて様々な機能を実行する。コントローラ６０は、
モデム１２のパラメータを、ＣＡＴＶヘッドエンドから提供されたシステム構成
情報を使用してシステム構成する。コントローラ６０はまたシステム１２を、ケ
ーブル回線１０上でのアップ・ストリーム通信の同期化および多重化について指
図し、アップ・ストリーム・データ・トラフィックのコントロールにおける速度
制限（rate limit）を実施する。さらに、コントローラ６０は受信されたデータ
を双方向的にフィルタリングし、選択されたデータを、ポート７２、７７および
８２に接続されたＣＡＴＶヘッドエンドまたはＬＡＮデバイスのいずれかに提供
する。コントローラ６０はまた、ＣＡＴＶヘッドエンドとの通信の範囲を決める
データ（data ranging communication）もサポートする。通信の範囲の決定（ra
nging communication）は、ＣＡＴＶヘッドエンドによって開始され、通信の範
囲の決定（ranging communication）は、状態（status）を決定し、かつモデム
または回線障害を識別するために個々のモデムを継続的であるが断続的にポーリ
ングすること、を含む。

【００２４】 システム１２はまた、コントローラ６０の指図下で動作するネットワーク・フ
ィルタを使用して、パケット（ＣＡＴＶヘッドエンドを宛先とするＣＰＥデバイ
スからのもの）を有利にインターセプト（横取り）し、宛先ＭＡＣアドレスをモ
デム・システム１２の診断インターフェースＭＡＣアドレスで置き換える。これ
により、パケットがＣＡＴＶヘッドエンドではなくＴＣＰ／ＩＰスタック（図７
のスタック６１５）に向けて送られる結果となり、モデム・システム１２が、接
続されたＣＰＥデバイスと同じ論理ネットワーク上に存在するように見えるよう
になる。このインターセプト・メカニズムおよび見かけの直接接続により、先に
記載した（ａ）ネットワーク・パラメータを、モデム・システム１２と接続され
たＣＰＥデバイスの間のローカル通信をサポートするようにシステム構成するこ
と、および（ｂ）システム１２を介した、ＣＰＥデバイスとインターネットの間
のインターネット通信を同時に維持しながら、同時にシステム１２とＣＰＥデバ
イスの間のローカルの、たとえば診断アプリケーションのための通信を維持する
こと、についての問題に対処する。

【００２５】 これらの問題は、システム１２におけるローカルの、たとえば診断アプリケー
ションのために割り振ることができるＩＰアドレスが固定値であると制約が加え
られているという理由のために生じる。このような制約は、たとえば、それがメ
ーカ独自の装置のソーシング仕様によって必要とされるため、あるいはＩＡＮＡ
（Internet Assigned Numbers Authority）など、別の団体が固定値または所定
の値の固定範囲を特定のタスクのためのアドレスとして定義しているために生じ
る可能性がある。ＩＰアドレス範囲１９２．１６８．ｘｘ．ｘｘはＩＡＮＡによ
って、たとえば、実際の公衆網に割り当てるべきではない少数のローカル・プラ
イベート・ネットワークの１つとして定義されている。したがって、ＣＡＴＶヘ
ッドエンドを介して受信されたインターネット・データ・トラフィックをフィル
タリングするゲートウェイ・ルータは、１９２．１６８．ｘｘ．ｘｘの宛先ＩＰ
アドレスを有するトラフィックを廃棄する。これは、ルータが特に１９２．１６
８．ｘｘ．ｘｘのパケットをルーティングするように構成されていない限りそう
であり、その可能性は低い。

【００２６】 固定の非公開使用のＩＰアドレスを特定のアプリケーションのために予約する
ために問題が生じる方法の特定の例示は、以下の通りである。最初に、ＩＰアド
レス１９２．１６８．１００．１がケーブル・モデムの診断アプリケーションの
使用のために指定されていると仮定する。また、接続されたＣＰＥデバイスに、
ヘッドエンドＤＨＣＰサーバからの動的ＩＰアドレス１７２．１０．２．６５が
割り当てられると仮定する。接続されたＣＰＥデバイスのユーザーは、モデム診
断ｗｅｂページ（１９２．１６８．１００．１にある）を閲覧することを望んで
おり、システム１２の対応するＵＲＬ、たとえば、ｗｗｗ．ｒｃａ＿ｍｏｄｅｍ
．ｃｏｍを、ＣＰＥデバイスに存在するｗｅｂブラウザを介して入力する。ブラ
ウザによって生成されたインターネット・ドメイン名解決要求が、ＣＰＥデバイ
スによってシステム１２へ、ユーザーによって入力されたドメイン名を要求され
たｗｅｂページのソースの対応するＩＰアドレスに転送かつ変換するために、提
出される。システム１２におけるインターセプト側ドメイン名サーバは、ドメイ
ン名解決要求を有利にインターセプトし、インターセプト側ドメイン名データベ
ースを使用して、インターセプトされたドメイン名（ここでは、ｗｗｗ．ｒｃａ
＿ｍｏｄｅｍ．ｃｏｍ）をＩＰ互換アドレスに変換し、ＩＰアドレス（ここでは
、１９２．１６２．１００．１）を要求側ＣＰＥデバイスに戻すように送信する
。

【００２７】 しかし、ＣＰＥデバイスはパケットを、識別されたＩＰアドレス１９２．１６
８．１００．１に、直接、送信することができない。これは先に述べたように、
ＣＰＥの割り当てられたＩＰアドレスが１７２．１０．２．６５であり、したが
ってＣＰＥがシステム１２の診断アプリケーション（ＩＰアドレス１９２．１６
８．１００．１）と同じ論理ネットワーク序に存在しないからである。その結果
、ＣＰＥはパケットをヘッドエンドに送り、ゲートウェイ・ルータがこれらを送
信すべき宛先を決定する。この目的のため、ＣＰＥデバイスは、イーサネット（
登録商標）ＭＡＣフレームにおいて、１９２．１６８．１００．１を宛先とする
ＩＰパケット、、その宛先ＭＡＣアドレスはＣＡＴＶヘッドエンドでのゲートウ
ェイ・ルータのものであるＩＰパケットを、をカプセル化する。残念ながら、Ｉ
ＡＮＡがＩＰアドレス範囲１９２．１６８．ｘｘ．ｘｘを、公的なインターネッ
トにおいて使用されるべきでないローカル・サブネットとして指定しているから
、ゲートウェイ・ルータは、モデムの内部診断ＩＰアドレスと理解しない。した
がって、システム１２からのＩＰパケットはゲートウェイ・ルータに対して、ロ
ーカルの無効なサブ・ネット上にあるように見え、ゲートウェイ・ルータはその
結果としてそれらを廃棄する。したがって、ＣＰＥデバイスはシステム１２の診
断アプリケーションと通信することができない。

【００２８】 コントローラ６０（図２）は、システム１２と共に、記載した通信の問題を解
決するための図３の方法を使用して、システム１２と接続されたＣＰＥデバイス
の間のローカル通信を容易にするだけでなく、ＣＰＥデバイスがインターネット
およびローカル通信を同時に行うことができるようにする。図３のステップ４０
０で開始した後に続いて、ステップ４０３で、コントローラ６０は、ＣＡＴＶヘ
ッドエンドを宛先とする、受信されたＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）−ＩＩ／８
０２．３ ＭＡＣレイヤ・データ（図７のレイヤ６１９）のＩＰヘッダ部内のＩ
Ｐパケット宛先アドレスを検査する。これにより、コントローラ６０は、受信さ
れたＩＰパケット宛先アドレスが所定のＩＰアドレスに整合（match）するかど
うかを決定する。具体的には、コントローラ６０は、受信されたアドレスが、た
とえば、指定されたケーブル・モデム診断アプリケーションのアドレス１９２．
１６８．１００．１など、プライベートかつ非公開のインターネット使用のため
に指定された１つまたは複数のアドレスのクラス内であるかどうかを決定する。
この例示的ケーブル・モデム・システムでは、この診断ネットワーク・アドレス
は、１０．ｘ．ｘ．ｘ、１７２．１６．０．０ないし１７２．３１．２５５．２
５５、および１９２．１６８．ｘ．ｘ．アドレス・クラスが含まれる、ＩＥＥＥ
のローカルのプライベート・ネットワークの特殊なクラスに属している。先に説
明したように、診断アプリケーション・アドレスは、システム１２の標準ネット
ワーク・アドレス（ＩＰアドレス１７２．１０．２．６５）とは異なる。このシ
ステム１２の標準ネットワーク・アドレスは、ＤＨＣＰクライアント・アプリケ
ーション（図７の項目６０７）によって動的に獲得され、ＳＮＭＰエージェント
・アプリケーション（図７の項目６０５）によって使用される。インターネット
・サービスへの無許可のアクセスを防止するため、ＣＡＴＶヘッドエンドのオペ
レータは通常、モデムのネットワーク・アドレスを公表しない。ステップ４０３
で、ＩＰアドレスの整合がないと、受信されたＩＰパケットのペイロード・デー
タは、受信されたＭＡＣアドレス宛に搬送される。

【００２９】 ステップ４０３でのアドレス整合の後に続いて、図３のステップ４０５で、コ
ントローラ６０は、ＣＡＴＶヘッドエンドおよびインターネットを宛先とする、
診断ＩＰアドレス１９２．１６８．１００．１を有するＩＰのパケットのペイロ
ードをリダイレクトする。コントローラ６０は、これらのＩＰレイヤ（第１のプ
ロトコル・レイヤ）パケットをパケット毎にシステム１２のローカル・ネットワ
ーク診断アプリケーション（図７のアプリケーション６１１）にリダイレクトす
る。これは、イーサネット（登録商標）ＭＡＣフレーム・レイヤ・データ（第２
のプロトコル・レイヤ、図７のレイヤ６１９上のもの）における診断ネットワー
ク・インターフェースのＭＡＣアドレスを、そのレイヤにおいて受信されたＭＡ
Ｃ宛先アドレスの代わりに使用することによって行われる。具体的には、要素５
１３〜５２４を含む、図６の例示的ＭＡＣフレームでは、診断ネットワーク・イ
ンターフェースのＭＡＣアドレスは、受信された項目５１４内のＭＡＣ宛先アド
レスの代わりに使用される。代わりのＭＡＣアドレスは一意に受信者を診断アプ
リケーション６１１（図７）として識別し、関連付けられたＩＰパケット・ペイ
ロード・データがこのアプリケーションに向けて、ＴＣＰ／ＩＰスタック６１５
（図７）を介して送られる。診断アプリケーション（および、図７の他のアプリ
ケーション６０５〜６０９および６１３）は、標準のソケット・ベースのアプリ
ケーション・プログラミング・インターフェイス（ＡＰＩ）を使用して、ＴＣＰ
／ＩＰスタック６１５を介して、それらのＣＰＥクライアントと通信する。この
ソケットＡＰＩは、各アプリケーションが固定のインターネット・プロトコル・
ネットワーク・アドレスおよびポート番号を、その関連付けられたソケットの作
成および初期化において有することを必要とする。コントローラ６０は、受信さ
れたＩＰパケット宛先アドレスを代わりのＭＡＣアドレスにマッピングする内部
データベースから、使用されるべき代わりのＭＡＣアドレスを、決定する。これ
により、接続されたＣＰＥデバイスがシステム１２の診断アプリケーションに直
接接続されているように見え、宛先ＩＰアドレス１９２．１６８．１００．１を
有するパケット内のペイロード・データは、診断アプリケーションによって受信
され、かつ処理される。

【００３０】 ＣＰＥデバイスから診断アプリケーションへのパケットに関連付けられたソー
スＩＰアドレスが保持かつ使用されて、このＣＰＥデバイスが診断アプリケーシ
ョン６１１からの戻りの通信のための宛先として一意に識別される。このような
戻りの通信は、たとえばＣＰＥデバイス上でその常駐のｗｅｂブラウザを介して
表示するための診断ｗｅｂページを表すＩＰパケットを含むことができる。

【００３１】 図３のステップ４１０で、診断アプリケーション・ソフトウェア（図７の項目
６１１）の実行が、ステップ４０５でリダイレクトされたＩＰパケット・ペイロ
ード・データの受信に応答して開始される。幅広い種類の他のアプリケーション
をシステム１２において、リダイレクトされたＩＰパケット・データに応答して
開始することができ、これにはたとえば、（ａ）家電製品コントロール、（ｂ）
周辺装置コントロール、（ｃ）通信またはトランザクション機能、および（ｄ）
セキュア・プライベート・インターネット、またはイントラネット通信機能が含
まれる。さらに、システム１２はコントローラ６０の指図下で同時に、プライベ
ートかつ非公開のインターネット使用のために指定された所定のＩＰアドレスに
整合しないＩＰアドレス（ステップ４０３で決定されたもの）を有する、接続さ
れたＣＰＥデバイスからのＩＰパケットを受信する。受信された整合しないＩＰ
パケットのペイロード・データは、それらの各受信されたＭＡＣアドレス宛先ア
ドレスへ搬送されて、たとえば、第２のローカル・ネットワーク・ベースの診断
アプリケーションと同時に動作する第１のアプリケーションがサポートされる。
第１のアプリケーションは、たとえば、（ａ）ｗｅｂサーフィン、（ｂ）Ｅメー
ルおよび（ｃ）インターネット電話／テレビ電話などのインターネット・アプリ
ケーションなどのリモート・ネットワークとの通信を、含むことができる。図３
のプロセスはステップ４１５で終了する。

【００３２】 図４は、高周波（ＲＦ）とＣＰＥ（Customer Premise Equipment）インターフ
ェースの間で双方向ネットワーク・ブリッジング通信を提供する例示的ケーブル
・モデム（図１〜図５のシステム１２）を示している。図５は、構文解析および
パケット分類を実行し、かつメディア・アクセス・コントロール（ＭＡＣ）デー
タ・リンク・レイヤ・パケットを編集するフィルタ３１１を、有利に備える図４
のケーブル・モデムを示す。ネットワーク・フィルタ３１１をケーブル・モデム
のＣＰＥ入力インターフェースに追加していることを別とすると、図５のシステ
ムは図４のものと同じである。図５では、ネットワーク・フィルタ３１１が、Ｃ
ＰＥデバイス（図２のポート７２、ポート７７またはポート８２に接続されたも
の）から受信された２タイプのパケットのパケット分類およびＭＡＣヘッダ編集
を実行する。

【００３３】 最初にフィルタ３１１（図５）は、、回線３１５を介してＣＰＥインターフェ
ース３１６から受信された、すべてのアドレス解決プロトコル（ＡＲＰ）リクエ
スト・パケット（図６Ａの要素５０９および５１１を含む）を検査する。ＡＲＰ
リクエスト・パケットの目標ＩＰアドレスがシステム１２の診断ネットワーク・
インターフェイス・アドレス（たとえば、１９２．１６８．１００．１）であっ
た場合、フィルタが、パケット内のＭＡＣレイヤ宛先アドレス（図６の項目５１
４）を、診断ネットワーク・インターフェースの宛先アドレスに置き換える。こ
れは、イーサネット（登録商標）ＭＡＣフレーム・レイヤ・データ（図７のレイ
ヤ６１９）における診断アプリケーションのＭＡＣアドレスを、そのレイヤにお
いて受信されたＭＡＣ宛先アドレスの代わりに使用することによって行われる。
この変更されたＭＡＣフレームが診断アプリケーション６１１へ、システム１２
のプロトコル・スタック６１５および標準ＭＡＣレイヤ・ルータ３０９（図５の
パスＤＥＧ）を介して転送される。

【００３４】 次に、フィルタ３１１が、回線３１５を介してＣＰＥインターフェース３１６
から受信された、すべてのＩＰ（インターネット・プロトコル）パケット（図６
Ｂの要素５０５および５０７を含む）を検査する。ＩＰパケットのＩＰ宛先アド
レスがシステム１２の診断アプリケーション・アドレス（たとえば、１９２．１
６８．１００．１）であった場合、フィルタは、パケット内のＭＡＣレイヤ宛先
アドレス（図６の項目５１４）を、診断ネットワーク・インターフェースの宛先
アドレスを使用して置き換える。これは、イーサネット（登録商標）ＭＡＣフレ
ーム・レイヤ・データ（図７のレイヤ６１９）における診断ネットワーク・イン
ターフェースのＭＡＣアドレスを、そのレイヤにおいて受信されたＭＡＣ宛先ア
ドレスの代わりに使用することによって行われる。この変更されたＭＡＣフレー
ムが診断アプリケーション６１１へ、システム１２のプロトコル・スタック６１
５および標準ＭＡＣレイヤ・ルータ３０９（図５のパスＤＥＧ）を介して転送さ
れる。ネットワーク・フィルタ３１１は透過的に、他の整合しないパケットをＭ
ＡＣレイヤ・ルータ３０９に渡す。

【００３５】 パケット宛先ＭＡＣアドレスが標準または診断ネットワーク・インターフェー
スのものではなかった場合、システム１２の双方向ネットワーク・ブリッジ機能
を使用して、パケットは、反対側のインターフェース３００にブリッジされる。
具体的には、整合しないパケットは、ルータ３０９からＲＦインターフェース３
００へ、パスＦ上で転送される。すなわち、あるインターフェース上で受信され
たネットワーク・レイヤ・パケットは、パケットＭＡＣレイヤ・カプセル化（図
６）がブリッジされた宛先を指示する限り、反対側のインターフェースへ転送さ
れる。宛先アドレスは、ＩＰパケットのＤＯＣＳＩＳ互換イーサネット（登録商
標）ＭＡＣフレーム・カプセル化から導出され、これは４８ビットの宛先ＭＡＣ
アドレス（図６の項目５１４）および４８ビットのソースＭＡＣアドレス（図６
の項目５１８）を含む。システム１２のブリッジング機能は双方向であり、ＭＡ
Ｃレイヤ・ルーティング機能３０３をＲＦインターフェース用に、３０９をＣＰ
Ｅインターフェース用に使用する。ブリッジングの実行において、判断ルータ３
０３はパスＣとＢの間で選択し、ルータ３０９はパスＧとＦの間で選択し、これ
はパケット毎に、パケット宛先ＭＡＣアドレスに基づいて行われる。フィルタ３
１１は、システム１２のモデムを通過するブリンジング・データに遅延をもたら
すが、フィルタは、この遅延をわずかなものとしておくことを容易に実行できる
。

【００３６】 フィルタ３１１をシステム１２に組み込むことによって得られる利点には、（
ａ）これにより、ネットワーク・パラメータを、モデム・システム１２とＣＰＥ
デバイスの間のローカル通信をサポートするように、手動でシステム構成する必
要がなくなること、（ｂ）これにより、ＣＰＥデバイスが、ローカル・アプリケ
ーションのためのデータ交換中に同時にＷｅｂの閲覧、ｅメール交換などを行う
ことができること、（ｃ）フィルタ３１１をハードウェアまたはソフトウェアに
おいて単一の論理機能として実施することができ、ＲＦインターフェース３１３
に追加することもできること、および（ｄ）多数のＩＰアドレス（追加のケーブ
ル・モデムＴＣＰ／ＩＰスタック６１５のネットワーク・インターフェースに対
応する）を、様々な機能を開始するために定義することができ、これはたとえば
、Ｅメール、ファックス、インターネット、電話／テレビ電話、家電製品コント
ロール、周辺装置（たとえば、ＤＶＤ、ＶＣＲ、セットトップボックス、ＴＶ、
ビデオ・カメラ、コンピュータ）コントロール、ホームセキュリティコントロー
ル、診断機能、および接続されたＣＰＥデバイスを介して動作可能な他のいかな
る機能でもあること（表Ｉを参照）が含まれる。

【００３７】

【表１】

【００３８】 表Ｉは、異なる機能のグループに関連付けられている、多数の個々のＩＰアド
レスを示す。各グループはＩＰアドレス／ＭＡＣアドレスのペアからなり、関連
付けられたＴＣＰ／ＩＰスタック・ネットワーク・インターフェースを定義する
ために使用される。必要とされる場合、各グループ内の機能を個々に、関連付け
られたＵＤＰ（User Datagram Protocol）またはＴＣＰ（伝送制御プロトコル）
ポート番号を使用して識別することができる。これらのＩＰアドレスはリモート
／ローカル・ソースから、インターネット互換通信プロトコル（または、異なる
アプリケーションにおける他の通信プロトコル）によって、復号器システムにお
ける機能のコントロールまたはアクティベーションのために伝送される。これに
より、たとえば、様々な機能をリモートで（あるいはローカルで）アクティベー
トあるいはコントロールすることができ、これはｗｅｂページにコンピュータま
たはインターネット・アクセス・デバイスでアクセスし、かつ、表Ｉで例示した
ような特定の機能に関連付けられた適切なＩＰアドレスの伝送を開始することに
よって行う。復号器では、受信されたＩＰパケットのＩＰアドレスは、ＩＰアド
レスを、たとえばＭＡＣ、ＭＰＥＧ互換アドレスなどの異なる階層通信レイヤの
他のプロトコル・アドレスにマッピングする、所定の（あるいはダウンロードさ
れた）データベースにおけるアドレスと比較される。システム１２の診断アプリ
ケーションについて記載したものと類似の方法で、ＩＰパケット宛先アドレスが
データベースにおけるアドレスと整合した場合、復号器におけるエディタが、マ
ップされた（たとえば、ＭＡＣレイヤ）アドレス（データベースによって整合さ
れたＩＰアドレスに関連付けられたもの）を、異なる階層通信レイヤ・プロトコ
ル・アドレスの代わりに使用する。

【００３９】 図２の（さらに図４および図５で詳述した）システムのアーキテクチャは排他
的ではない。他のアーキテクチャを、本発明の原理によって導出して、同じ目的
を実施することができる。さらに、ケーブル・モデム・システム１２の要素の機
能、および図３のプロセス・ステップを、全体として、あるいは部分的に、コン
トローラ６０のプログラムされた命令内で実施することができる。加えて、本発
明の原理は、いかなる多層プロトコルの双方向通信システムにも適用され、ＤＯ
ＣＳＩＳ互換モデムまたは他のいかなるタイプのモデムにも限定されない。また
、本明細書で記載したパケット・フィルタ要素および発明の原理を、たとえば、
Ｄｉｇｉｔａｌ／Ｉｎｔｅｌ／Ｘｅｒｏｘ（ＤＩＸ）イーサネット（登録商標）
パケットに加えて、ＩＥＥＥ８０２．３パケット、ＩＥＥＥ８０２．５トークン
・リング互換パケット、ＩＥＥＥ８０２．１１パケットおよびＭＰＥＧトランス
ポート・パケット、ならびに異なるインターネットおよび他のプロトコル・パケ
ット上で動作するように、拡張することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による、遠隔地のケーブル会社のヘッドエンド装置、カスタマにより所
有あるいはリースされたケーブル・モデム、およびその接続された加入者宅内機
器（Customer Premise Equipment CPEs）からなるパケット交換網（packet-swit
ched network）の簡素化された概観を提供する図である。

【図２】 本発明によるケーブル・モデム・システムを示す図である。

【図３】 本発明による、データをインターネット・ネットワークとローカル・ネットワ
ークの間でシームレスに通信するための、双方向通信システムにおいて使用する
ための方法の流れ図を示す図である。

【図４】 本発明による、高周波（ＲＦ）とＣＰＥ（Customer Premise Equipment）イン
ターフェースの間で、双方向ネットワーク・ブリッジング通信を提供する例示的
ケーブル・モデムを示す図である。

【図５】 本発明による、構文解析およびパケット分類を実行し、かつメディア・アクセ
ス・コントロール（ＭＡＣ）データ・リンク・レイヤ・パケットを編集するフィ
ルタを備える、図４のケーブル・モデムを示す図である。

【図６】 本発明による、あるインターフェース上で受信され、別のインターフェースへ
転送されたＩＰレイヤ・パケットのＭＡＣレイヤ・カプセル化を示す図である。

【図７】 本発明による双方向通信システムにおいて使用された階層化通信プロトコルを
示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 7/16 Ｈ０４Ｎ 7/16 Ａ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 5C064 AA01 AC01 AC11 AD07 BA01 BB05 BC10 BC16 BC23 BD01 BD07 5K030 HD06 HD09 5K033 BA01 CB09 CC01 5K101 LL00 LL05 LL06 MM05 TT00 UU19 【要約の続き】 リダイレクトされる。もう１つの機能では、リダイレク トされたペイロード・データの受信に応答して、第２の アプリケーション（たとえば、周辺装置コントロール） が第１のアプリケーション（たとえば、ｗｅｂサーフィ ン）と同時に動作するように開始される。

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 双方向通信システムにおいて、パケット化されたデータを異
   なるネットワークの間で、通信プロトコルの階層化レイヤを使用して通信するた
   めの方法であって、 受信された第１のプロトコル・レイヤ内のＩＰパケット宛先アドレスを所定の
   ＩＰアドレスと比較して、アドレス整合があるかどうかを決定するステップと、 前記アドレス整合に応答して、前記受信されたＩＰパケットのペイロードをイ
   ンターネット・ネットワークからローカル・ネットワークへ、第２のプロトコル
   ・レイヤ・アドレスを受信された第２のプロトコル・レイヤ・アドレスの代わり
   に使用することによって、リダイレクトするステップと を備えることを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 アドレス整合がなかった場合、 前記受信されたＩＰパケットの前記ペイロードは、前記ローカル・ネットワー
   クとは異なる宛先に向けて送られて、前記ローカル・ネットワークにより実行さ
   れる異なる第２のアプリケーションと同時に動作する第１のアプリケーションが
   サポートされることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記第１のアプリケーションは、（ａ）ｗｅｂサーフィン・
   アプリケーション、（ｂ）Ｅメール、（ｃ）インターネット電話／テレビ電話の
   うち１つであり、 前記第２のアプリケーションは、（ｉ）家電製品コントロール、（ｉｉ）周辺
   装置コントロールおよび（ｉｉｉ）診断機能のうち１つである ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 【請求項４】 前記第２のプロトコル・レイヤ・アドレスは、（ＭＡＣ）ア
   ドレスであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 【請求項５】 前記双方向通信システムはケーブル・モデムであり、 前記リダイレクトされたペイロードの受信に応答して、アプリケーションを開
   始するステップを備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 【請求項６】 前記リダイレクトするステップは、前記受信されたＩＰパケ
   ットのペイロードを第１のネットワークから通信バッファへリダイレクトして、
   （ａ）家電製品コントロール、（ｂ）周辺装置コントロール、（ｃ）通信機能、
   （ｄ）診断機能および（ｅ）セキュア・プライベート・インターネットまたはイ
   ントラネット通信機能、のうち１つまたは複数を備えるローカル・アプリケーシ
   ョンをサポートすることを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 【請求項７】 インターネット・プロトコル（ＩＰ）を使用する双方向通信
   デバイスにおいて、ＩＰデータを処理するための方法であって、 受信された第１のプロトコル・レイヤ内のＩＰパケットのＩＰ宛先アドレスを
   所定のＩＰアドレスと比較して、アドレス整合があるかどうかを決定するステッ
   プと、 前記受信されたＩＰパケットのペイロードを、前記アドレス整合に応答して決
   定された第２のプロトコル・レイヤ（ＭＡＣ）アドレスを使用してリダイレクト
   するステップと を備えることを特徴とする方法。
8. 【請求項８】 前記第２のプロトコル・レイヤ（ＭＡＣ）アドレスを使用し
   た前記リダイレクトされたペイロードを、受信するステップと、 前記リダイレクトされたペイロードの受信に応答して、アプリケーションを開
   始するステップとを備えることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 【請求項９】 前記所定のＩＰアドレスは、プライベートかつ非公開のイン
   ターネット使用向けに指定された１つまたは複数のアドレスのクラス内であるこ
   とを特徴とする請求項７に記載の方法。
10. 【請求項１０】 前記リダイレクトするステップにおいて、 前記リダイレクトするステップは、前記第２のプロトコル・レイヤ（ＭＡＣ）
    アドレスを、受信された第２のプロトコル・レイヤ（ＭＡＣ）アドレスの代わり
    に使用するステップ を備えることを特徴とする請求項７に記載の方法。
11. 【請求項１１】 前記リダイレクトするステップは、前記受信されたＩＰパ
    ケットのペイロードを第１のネットワークから異なる第２のネットワークへ、パ
    ケット毎にリダイレクトすることを特徴とする請求項７に記載の方法。
12. 【請求項１２】 前記受信されたＩＰパケットの前記ペイロードは、第１の
    公的なインターネット・ネットワークから、（ａ）イーサネット（登録商標）ネ
    ットワーク、（ｂ）ユニバーサル・シリアルバス（ＵＳＢ）ネットワークおよび
    （ｃ）ホーム・フォンライン・ネットワーキング・アライアンス（Home Phoneli
    ne Networking Alliance）（ＨＰＮＡ）ネットワークのうち１つを備える第２の
    ローカル・ネットワークへリダイレクトされることを特徴とする請求項１１に記
    載の方法。
13. 【請求項１３】 前記リダイレクトするステップは、前記受信されたＩＰパ
    ケットのペイロードを第１のネットワークから前記双方向通信デバイス内の通信
    バッファへリダイレクトすることを特徴とする請求項７に記載の方法。
14. 【請求項１４】 前記リダイレクトするステップが、前記受信されたＩＰパ
    ケットのペイロードを第１のネットワークから前記双方向通信デバイス内の通信
    バッファへリダイレクトして、（ａ）家電製品コントロール、（ｂ）周辺装置コ
    ントロール、（ｃ）通信機能、（ｄ）診断機能および（ｅ）セキュア・プライベ
    ート・インターネットまたはイントラネット通信機能のうち１つまたは複数を備
    えるローカル・アプリケーションをサポートすることを特徴とする、請求項１３
    に記載の方法。
15. 【請求項１５】 受信された個々のＩＰパケットについて、前記リダイレク
    トするステップは、前記受信されたＩＰパケットのペイロードを第１のネットワ
    ークから前記双方向通信デバイス内の通信バッファへ、受信された第２のプロト
    コル・レイヤ（ＭＡＣ）アドレスの代わりに前記第２のプロトコル・レイヤ（Ｍ
    ＡＣ）アドレスを使用することによって、リダイレクトすることを特徴とする、
    請求項１３に記載の方法。
16. 【請求項１６】 前記双方向通信デバイスは、ケーブル・モデムであること
    を特徴とする請求項１３に記載の方法。
17. 【請求項１７】 前記第２のプロトコル・レイヤ（ＭＡＣ）アドレスは、前
    記受信されたＩＰパケット宛先アドレスを前記第２のプロトコル・レイヤ（ＭＡ
    Ｃ）アドレスにマッピングするデータベースから決定されることを特徴とする請
    求項７に記載の方法。
18. 【請求項１８】 前記第２のプロトコル（ＭＡＣ）レイヤは、前記ＩＰレイ
    ヤとは異なる階層通信レイヤであることを特徴とする請求項７に記載の方法。
19. 【請求項１９】 インターネット・プロトコル（ＩＰ）を使用する双方向通
    信デバイスにおいて、アプリケーションを開始するための方法であって、 受信されたＩＰパケット宛先アドレスを所定のＩＰアドレスと比較して、アド
    レス整合があるかどうかを決定するステップと、 前記アドレス整合がないときに前記受信されたＩＰパケットのペイロード・デ
    ータを第１の宛先に搬送するステップと、 前記アドレス整合に応答して、前記受信されたＩＰパケットの前記ペイロード
    ・データを第２の宛先に搬送し、アプリケーションを開始するステップと を備えることを特徴とする方法。
20. 【請求項２０】 前記受信されたＩＰパケットの前記ペイロード・データは
    前記双方向通信デバイス内の通信バッファに搬送されて、前記アプリケーション
    がサポートされることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
21. 【請求項２１】 前記アプリケーションは、（ａ）家電製品コントロール、
    （ｂ）周辺装置コントロール、（ｃ）通信機能、（ｄ）診断機能および（ｅ）セ
    キュア・プライベート・インターネットまたはイントラネット通信機能のうち１
    つまたは複数を備えることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
22. 【請求項２２】 双方向通信システムにおいて、パケット化されたデータを
    異なるネットワークの間で、通信プロトコルの階層化レイヤを使用して通信する
    ための方法であって、 ドメイン名がドメイン名データベースにおける所定のエントリに整合した場合
    、ドメイン名解決要求をインターセプトするステップと、 前記インターセプトされたドメイン名を所定のＩＰアドレスに変換するステッ
    プと、 前記所定のＩＰアドレスを宛先とする、受信されたＩＰパケットのペイロード
    をリダイレクトするステップとを備えることを特徴とする方法。
23. 【請求項２３】 前記リダイレクトするステップは、 受信されたＭＡＣレイヤ・アドレスの代わりに異なるＭＡＣレイヤ・アドレス
    を使用するステップを備えることを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
24. 【請求項２４】 前記所定のＩＰアドレスを要求側クライアントに通信する
    ステップを備えることを特徴とする請求項２２に記載の方法。